Pages

Rabu, 02 November 2011

Klas 2 Bab 5 Impuls dan Momentum
Soal 1
Sebuah benda yang mula-mula diam, meledak menjadi 1 bagian dengan perbandingan 3 : 2. Bagian l yang bermassa lebih besar terlempar dengan kecepatari 20 m/s. Tentukan kecepatan lempar bagian yang lebih kecil !.
Penyelesaian :
m1V1 + m2V2 = m1V1' + m2V2' ---->  0 + 0 = 3 . 20 + 2 . V2' -----> V2' = - 60 / 2 = - 30 m/s

Soal 3
Benda bermassa 1 kg bergerak dengan energi kinetik 4 joule. Tentukan besar momentum benda tersebut!.
Penyelesaian :
Ek = ½mV2 --> V = √ (2.Ek/m) = √(2.8/1) = 4 m/s ---> Besar momentumnya = mV = 1.4 = 4 kg m

Soal 4
Sebuah atom gas bermassa m bergerak dengan kelajuan tetap v bertumbukan lenting sempurna dengan dinding wadahnya, seperti ditunjukkan dalam gambar. Tentukan besar perubahan momentum atom gas tersebut!
Penyelesaian :

Momentum diuraikan menjadi 2 arah, yaitu arah horisontal dan vertikal yaitu px = mVx dan py = mVy
Sebelum Tumbukan ----> py = m Vcos Θ dan px = m VsinΘ
Sesudah Tumbukan ----> py = m Vcos Θ dan px =  - m VsinΘ tanda - (minus) menunjukkan bahwa arahnya berubah dari arah sebelumnya
p sebelum tumbukan = px + py =  m Vcos Θ + m VsinΘ
p sesudah tumbukan = px + py =  m Vcos Θ  -  m VsinΘ
Jadi besar perubahan momentumnya adalah  p sesudah tumbukan - p sebelum tumbukan = - 2 m VsinΘ (tanda minus menunjukkan arah momentum berubah, sedangkan besarnya perubahan momentum = 2 m VsinΘ )

Soal 5
Sebuah gerobak memiliki momentum 10 kg m/s ke timur sebelum tumbukan dan momentum 5,0 kg m/s ke barat sesudah tumbukan. Tentukan perubaban momentum gerobak tersebut!
Penyelesaian :
p = 10 kg m/s dan p' = - 5 kg m/s
Perubahan p gerobak adalah  : p' - p = 10 - (-5) = 15 kg m/s

Soal 6
Sebuah bola dipukul dengan gaya 100 N, sehingga melambung dengan kecepatan 200 m/s. Pemukul menyentuh bola dalam waktu 0,2 sekon. Tentukan massa bola tersebut !.
Penyelesaian :
F dt = m dV ---> 100 . 0,2 = m (200 - 0)  ---> m = 0,1 kg

Soal 7
Sebuah bola bermassa 2 kg gram bergerak dengan kelajuan 6 m/s menuju dinding dengan arah tegak larus. Bola tersebut menumbuk dinding selarna 0,2 s dan dipantuikan tegak lurus dinding dengan 4 m/s. Tentukan besar gaya yang diberikan dinding pada bola !.
Penyelesaian :
F dt = m dV ----> F  0,2 = 2 (6 - (-4))  ---> F = 2 . 10 / 0,2 = 100 N

Soal 8
Sebuah benda bermassa 2,5 kg digerakkan rnendatar di meja licin dari keadaan diam oleh sebuah gaya mendatar F yang berubah terhadap waktu menurut F = 80 + 5t, dengan t dalam s dan F daLam N. Pada saat t = 2, tentukan energi kinetik benda tersebut !.
Penyelesaian :
F.dt = m dV ---> Impuls yang diterima dari gaya yang bekerja terhadap benda menyebabkan perubahan momentum benda ---> artinya terjadi perubahan kecepatan. Bila gaya yang bekerja tidak tergantung waktu, maka akan mudah mencarinya yaitu dengan mengalikan F dan dt, tetapi karena besar F bergantung waktu, maka untuk menghitung total impuls yang diterima benda dengan cara mengintegralkan (definit integral fungsi kontinyu)
I = ∫ F dt = ∫ 80 + 5t dt (untuk t dari 0 s/d t=2) = 80t + 5t2/2 =( 80.2 + 5.22/2) - ( 80.0 + 5.02/2)  = 170 kg.m ; pada saat ini benda mempunyai kecepatan  V = 170/2,5 = 68 m/s----> Energi kinetik benda tersebut = ½ m v2 = ½ 2,5 . (68)2 = 5780 joule

Soal 9
Sebuah peluru bermassa 20 g ditembakkan dari sepucak senapan bermassa 3 kg. Senapan tersentak ke belakang dengan kelajuan 0,2 m/s. Besar momentum peluru saat ditembakkan adalah (dalam kg/m).
Penyelesaian :
m1V1 + m2V2 = m1V1' + m2V2'
0        +    0    = 0,02 V1' + 3 . 0,2 ------> V1' = 3 . 0,2 /0,02 = 30 m/s ---> momentum peluru m1V1' = 0,02 . 30 = 0,6 kg.m

Soal 10
Sebuah kereta bermassa 3 kg bergerak 10 m/s sepanjang suatu lintasan horizontal. Kereta ini bertumbukan dengan kareta lain bermassa 2 kg yang diam. Sesudah tumbukan, kedua kereta bergandengan dan bergerak bersama.  Tentukan kelajuan kereta sesaat sesudah tumbukan !.
Penyelesaian :
m1V1 + m2V2 = m1V1' + m2V2' ------> 3 . 10 + 2 . 0 = (3+2) V2'  -----> V2' = 30 / 5 = 6 m/s

Tidak ada komentar:

Posting Komentar